初级和次级电流
低 n1/n2 比值也带来了缺点，通常需要找到一个最佳点。最突出的缺点是在低 VSEC 时 IPRIM,PEAK 和 IPRIM,RMS 较高（图 5），这意味着 SiC MOSFET 的导通电流较高。
同时，增加 n1/n2 会导致在高 VSEC 下更高的 ISEC,PEAK 和 ISEC,RMS（图 6）。为避免磁饱和，需要在变压器设计中格外小心初级侧出现相对较高的峰值电流。
图 5：IPRIM,RMS 和 IPRIM,PEAK 与变压器匝数比的函数关系（VDC-LINK = 800 V，LM = 720 µH）。
图 6：ISEC,RMS 和 ISEC,PEAK 与次级侧电压和变压器匝数比的函数关系（VDC-LINK = 800 V，LM = 720 µH）。
初级电压、次级电压和电感电压
图 7 描述了变压器绕组上的电压。这些都是需要传递给变压器制造商的值，以供他们计算所需的隔离。
图 7：变压器两端子间 VPRIM,PEAK 和 VSEC,PEAK 电压与次级侧电压和变压器匝数比的函数关系（VDC-LINK = 800 V，LM = 720 µH）。
同样，图 8 显示了谐振电感的电压，在这两种情况下，电压演变遵循类似的模式，两端子间的电压随着 VSEC的增加而增加。在所有情况下，电压值都保持在 1000 V 以下，对于常用电感来说不会构成问题。
图 8：两端子间的谐振电感电压与次级侧电压和变压器匝数比的函数关系（VDC-LINK = 800 V，LM = 720 µH）。
励磁电流
变压器励磁电流（对于给定的 LM）未因 n1/n2 的变化在整个 VSEC 工作电压范围内显示出明显变化（图 9）。
图 9：IM 与次级侧电压和变压器匝数比的函数关系（VDC-LINK = 800 V，LM = 720 µH）。
励磁电感 (LM) 评估
本章节介绍不同励磁电感值对系统性能的影响。请注意，我们使用不同的励磁电感（720 μH、300 μH 和 150 μH）执行了三个仿真系列。在此分析中，已将变压器的 n1/n2 固定为 1.2:1。
在上一章节中，已经使用相对较高的 Lm 固定值（720 μH），评估了匝数比 (n1/n2) 对效率和其他变量的影响。如图 9 所示，该选择导致最大 IM,PEAK 低于 5 A，这似乎符合电源变压器设计中的常见经验法则，即将变压器设计为在 IM,PEAK 的值约为最大 IPRIM,PEAK（图 5 中的 82 Apeak）的 5% 至 10% 下工作。
图 10 显示 LM 对效率的实际影响非常低，在非常高的 VSEC 下仅表现出 0.4% 的差异。正如“DAB 磁性元件设计指南”一节所述，励磁电感的实际值不是项目的关键要求，而是由磁性供应商选择，以便制造尽可能紧凑的变压器，同时满足其余要求。
图 10：VDC-LINK= 800 V，n1/n2 = 1.2:1 时，DAB 效率和功率损耗与次级侧电压和励磁电感的函数关系。不包括谐振电感和变压器的磁芯损耗。
仿真得到的另一个启示是，在不同的 LM 值下，IPRIM,PEAK 和 IPRIM,RMS 几乎保持不变（图 11）。然而，次级侧的情况并非如此（图 12），在不同的 LM 值下，ISEC,PEAK 和 ISEC,RMS 分别从 91 Apeak 跃升至 109.6 Apeak、从 49 Arms 跃升至 58.7 Arms。
通过这一观察和进一步研究，我们可以了解励磁电感如何影响变压器尺寸。ISEC,RMS 的平方增加了 1.435 倍（LM = 150 µH (58.7 Arms) 相对于 LM= 720 µH (49 Arms)），这可以解释为需要以相同的因子增加导线的横截面积（如果绕组损耗保持不变）。然而，n2 (LM= 150 µH) 减小为 1/2.19，使用相同的绕组横截面积将使铜损耗降低为 1/1.52。最重要的是，n1（初级匝数）也会减小，从而进一步降低了铜损耗。
尽管如此，这种改进可能是以加大磁芯为代价。随着 LM 的降低，IM,PEAK 增加了 4.8 倍，从 4.1 A (LM = 720 µH) 增加到 19.9 A (LM = 150 µH)，如图 13 所示，而 n1（和 n2）仅减小为 1/2.19（如上所述）。应用公式 3，乘积 N · IM 增加，磁通密度 (B) 随之增加，这会触发对更大磁芯（增加 Ae 横截面积）的需求，以便保持合理水平的磁通密度 (B)。
该示例说明了这几个元件的相关性，以及为什么通常要进行折衷。然而，找到变压器尺寸和 LM 之间的最佳点通常取决于磁性元件设计人员的技术和能力（如前所述）。
图 11：DAB IPRIM,PEAK 和 IPRIM,RMS 变化与次级侧电压和励磁电感的函数关系（VDC-LINK = 800 V，n1/n2 = 1.2:1）。
图 12：DAB ISEC,PEAK 和 ISEC,RMS 变化与次级侧电压和励磁电感的函数关系（VDC-LINK = 800 V，n1/n2 = 1.2:1）。
图 13：DAB IM,PEAK 变化 RMS 与次级侧电压和励磁电感的函数关系（VDC-LINK = 800 V，n1/n2 = 1.2:1）。
-
微信扫一扫
一键转发 -
最前沿的电子设计资讯
请关注“电子技术设计微信公众号”
- 意法半导体STM32U5系列MCU上新，提高物联网和嵌入式应用 Ajax Systems已使用 新STM32U5 MCU开发下一代无线安保和智能家居解决方案；新STM32U5系列MCU是首款获得NIST嵌入式随机数熵源认证的通用MCU
- 电池管理系统创新如何提高电动汽车采用率 要在未来实现全电动化，需要进行电动动力总成系统创新，其中包括BMS、车载充电器和直流/直流转换器以及牵引逆变器。这些系统的核心是使电气化成为可能的半导体元件。
- 使用SiC和GaN创建面向未来的电力电子器件 随着碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等宽禁带器件的推出，电力电子技术发生了翻天覆地的变化。事实上，这些材料的特性使其特别适合在高压和高开关频率下所运行的应用，并能提供比最先进的硅基功率器件更好的效率和散热管理。
- 如何大幅提高物联网设备的电池能效 本文探讨了如何使物联网(IoT)设备更加节能。在重点介绍毫微功耗运输模式和睡眠模式的关键作用之前，快速回顾了电池管理。 最后，提供了一种新的解决方案，与传统方法相比，它可以更好地优化电池管理的这两个方面，从而降低功耗水平和电路板空间。
- 利用无线BMS实现智能电池生态系统解决方案 有关电池创新的新闻往往会突出新的电池封装概念和新材料，它们有朝一日可能能够比当今的锂电池技术储存更多的电量。电池的另一个部分——电池管理系统(BMS)——则往往不为人所知，但却需要跟进并以此来支持电池创新。
- 软件定义电源让用户可控 传统上，AC/DC电源设计只能针对特定负载和线路条件进行优化。这源于在常用固定频率下的经典模拟控制和简单脉宽调制技术，这些限制通常会导致在极端工作范围内产生更高的元器件应力。
- 小米预研固态电池技术前景诱人，能量密度突破1000Wh/L 3月1日，小米又宣布预研固态电池技术，通过将电解液替换为固态电解质，不仅能量密度突破1000Wh/L，更大幅提升低温放电性能和安全性，称“有望一举解决手机电池三大痛点”。
- 胜过齐纳二极管的有源分流限压器 我需要用一个电路来限制某些耗散受限设备的电压。它必须将电压限制在最大1.5V，具有对称限制，能够接受2A的电流，并且在1V时漏电流小于100µA。可以用两个串联的齐纳二极管，阳极到阳极，达到目的，但稳压值为0.8V和2W耗散的齐纳二极管在市场上找不到。
- 用于GaN HEMT的超快速分立式短路保护 GaN HEMT的保护电路必须比硅基MOSFET中使用的传统短路和过流保护方法更快。
- 【电驱变革深探】： 从测试角度看800V超充技术下的电驱 市场调研数据显示，超过80%的用户对电动汽车的充电速度和续航里程表示不满，虽然新能源汽车市场在近几年飞速变化，但距离满足消费者心理预期的更高使用需求，尚有较大提升空间。预测数据显示，到2025年，800V SiC的市场占比将达到15%左右；不过在电动汽车全球发展提速的大趋势下，这一预测节点也许会提前到来。
- LDO的运行困境：低裕量和最小负载 开关式DC-DC转换器可提高电源效率，有些器件的效率可超过95%，但是以增加电源噪声为代价，通常在较宽带宽范围内都存在噪声问题。低压差线性稳压器(LDO)常用于清除供电轨中的噪声，但也需要进行一些权衡考量，其功耗会增加系统的热负载。
- Gridspertise和意法半导体20年合作新里程，赋能美国等地 意法半导体面向家庭的直接电力线通信（power line communication）通道将用于Gridspertise为美国市场开发的智能电表；赋能终端客户积极参与能源市场转型，促进分布式可再生能源整合和智能能源管理系统发展
- “高压锅”除了用来炖肉还能干嘛？ 超高压技术作为一种极端实验环境，是物理学家不断攀登科学高峰的体现。
- 拆解报告：X-STATION HDMI+2A1C+SSD三合一氮化镓玲珑坞 充电头网拿到了X-STATION近期新推出的一款多功能Cyberize玲珑坞，是全球首款集充电器、拓展坞和SSD移动硬盘为
- 拆解报告：雅迪180W石墨烯铅酸电池充电器 本次拆解的是雅迪另外一款智能充电器，这款充电器同样为铅酸电池充电器，采用220V交流输入，标称输出电压为60V，输
- PICO 4 VR一体机拆解 PICO 4 VR一体机还采用了双立体声扬声器，通过声场重构技术和头部运动数据计算音效定位，实现空间音频效果。配
- 康佳智能头盔评测 康佳智能头盔以“传统头盔+智能功能”的组合方式，让用户在得到安全保护的同时，享受到更多智能服务。实际用起
- 李想两万字回应：我们如何造车？ 在造车新势力中，理想汽车的李想也是个异类——身为CEO在微博上高强度冲浪，不时与黑粉激情对线；打造产品时与行
- 全球十大动力电池企业盘点之三：三星SDI 三星SDI的电池板块2022年全年营收约970.2亿元人民币，同比增长60.5%，营业利润约69.2亿元人民币，同比+133.2%，营业
- 拆解报告：一加80W超级闪充充电器 一加推出了一款80W输出功率的超级闪充充电器，这款充电器采用白色直板机身设计，配有固定插脚。支持5V2A或5-11V
- 海尔HB-W003真无线耳机评测 外观设计上，海尔HB-W003的充电盒采用新颖的滑盖设计，比常见的产品在视觉效果上更有辨识度。配置功能上，耳机采
- AWEI用维T29 Pro真无线耳机拆解 此次将要拆解的AWEI用维T29 Pro真无线耳机充电盒配备了RGB炫彩呼吸灯，支持开盖即连，支持快速充电；耳机采用了柄
- 两万字详解自动驾驶路径规划的常用算法 自动驾驶自诞生那天起，其志向便已立下，成为熟知城市每一处道路的“老司机”，成为乘客更安全、更舒适、更高效出
- 76份射频和微波资料汇总分享 今天我们分享一下近期整理的一些射频和微波课程网址分享给大家。
- 类比发布车规级变压器原边控制器IS801Q，进一步完善锂电池管理系统 致力于提供高品质芯片的国内优秀模拟及数模混合芯片设计商上海类比半导体技术有限公司（下称“类比半导体”或
- 类比半导体发布四款生物电势测量模拟前端芯片 致力于提供高品质芯片的国内优秀模拟及数模混合芯片设计商上海类比半导体技术有限公司（下称“类比半导体”或
- 意法半导体STM32U5系列MCU上新，提高物联网和嵌入式应用性能和能效 Ajax Systems已使用 新STM32U5 MCU开发下一代无线安保和智能家居解决方案；新STM32U5系列MCU是首款获得NIST
- Vishay推出采用先进Power DFN系列DFN3820A封装的额定电流高达4 汽车级200 V、400 V和 600 V器件厚度仅为0.88 mm，采用可润湿侧翼封装，改善热性能并提高效率
- 锐成芯微推出基于BCD工艺的三层光罩eFlash IP 成都锐成芯微科技股份有限公司宣布，公司推出基于BCD工艺平台的LogicFlash Pro® eFlash IP产品，其特点是在
- 瑞萨电子推出包括汽车级在内的10款全新成功产品组合 这些经过全面测试的解决方案展示了瑞萨的相关产品组合的强大实力，包含电动汽车充电、汽车仪表盘控制和其它应
- QORVO UWB技术帮助移远通信推出具有更高定位精度和安全性的新一 Qorvo宣布，移远通信基于 Qorvo DW3300Q 平台最新推出支持超宽带连接（UWB）技术的车规级模组 AU30Q，面向新一代汽
- 比科奇在MWC 23上为全球市场带来高性能低功耗的商用5G小基站和 现场展示了近十家中外客户基于PC802 PHY SoC开发的5G/4G小基站系统
- Microchip推出新一代PoE交换机，为户外应用增加先进的网络和安全功 PDS-204GCO是广受欢迎的PDS-104GO的下一代解决方案，易于安装且环保
- Teledyne e2v发布150万像素的统包式光学模组Optimom，用于快速轻松 Teledyne Technologies 集团旗下公司 Teledyne e2v 宣布推出 Optimom™ 系列最新产品 Optimom 1.5M，这一系列
- CEVA宣布推出其迄今功能最强大、效率最高的DSP架构， 满足5G-Advan 全新CEVA-XC20延续了CEVA在数字信号处理器领域的行业领导地位。这款DSP架构采用新颖的矢量多线程计算技术，与
- 瑞萨电子推出业界首款用于动态软件开发且基于云的系统开发工具Qu Quick-Connect Studio使用户能够在硬件设计之前快速构建原型并开发量产级软件，从而缩短设计周期
